Применение ячменя приводит к снижению продуктов гидролиза белка и, в частности, аминокислот. Для повышения содержания α-аминного азота в сусле используют протеолитические ферменты, которые также способствуют увеличению выхода экстракта (на 2-7%). Вместе с тем образующиеся при затирании полипептиды и пептиды изменяют величину соотношения между фракциями А:В:С по Лундингу. Поэтому при использовании ячменя необходимо сочетать применение ферментных препаратов с изменением режимов затирания зернопродуктов.
Следует обратить внимание и на то, что ячмень содержит в 2-3 раза больше глобулинов по сравнению с кукурузой и рисом (табл. 1.1).
Таблица 1.1 - Соотношение между фракциями белка (по Лундину) в сусле при использовании обезжиренных и необезжиренных зернопродуктов кукурузы
| Название фракций | Зернопродукты | ||
| Ячмень | Кукуруза | Рис | |
| Альбумины | 2,8 | Следы | 5,8 |
| Глобулины | 18,1 | 5-6 | 9,2 |
| Проламины | 37,2 | 50-55 | 14,0 |
| Глютелины | 41,9 | 30-45 | 70,0 |
Глобулиновая фракция белков ячменя характеризуется высоким содержанием β-глобулина, который способствует образованию комплексов белок-белок, что отрицательно отражается на коллоидной стабильности пива. Снижению стойкости пива также способствует высокое содержание пролина в ячмене (табл. 1.2).
Таблица 1.2 - Содержание аминокислот в зерновых культурах (мг/100 г продукта, содержащего 86% СВ)
| Зерновая культура | Аминокислота | ||
| Пролин | Метионин | Цистин | |
| Ячмень | 1180 | 180 | 215 |
| Рис | 360 | 150 | 140 |
| Кукуруза | 1091 | 120 | 170 |
Из всех несоложеных культур только ячмень содержит антоцианогены (АЦГ) – полифенолы, которые при нагревании с соляной кислотой переходят в антоцианидины. АЦГ находятся главным образом в алейроновом слое. Предполагается, что их носителем является гордеиновая фракция ячменных белков, следовательно, чем больше гордеинов в ячмене, тем больше содержится в нем АЦГ.
Рис
Рис принадлежит к наиболее полноценному крахмалистому сырью. Очищенный рис – это чистый эндосперм рисового зерна, который при очистке и шлифовке освободился от оболочек и частично от белков, жиров и других балластных веществ. Состав риса, главным образом содержание белков и жиров, колеблется в зависимости от сорта и происхождения риса. Хорошо очищенный и отшлифованный рис содержит обычно 11-12% воды, 7-9% белков, 67-72% крахмала, 0,5-1,0% жира. Выход экстракта в сухом веществе достигает 94%, выход экстракта в варочном отделении колеблется от 80 до 83%. Крахмальное зерно риса - наименьшее из зерновых культур. Солодовые амилазы воздействуют на него очень медленно, и поэтому обработка риса требует определенной осторожности и времени. При затирании из белков риса в раствор переходит только небольшое количество, поэтому рис используется для производства пива, стойкого к холодному и коллоидному помутнению. Добавка риса снижает также цвет сусла, что выгодно при производстве экспортных сортов пива, от которого обычно требуется особенно светлый цвет. Однако добавка риса несколько снижает полноту вкуса пива; при переработке больших количеств риса дрожжи теряют агглютинационные свойства. Химический состав риса представлен в табл. 1.3.
Таблица 1.3 - Химический состав зерна риса в расчете на 100 г продукта, содержащего 86% сухих веществ (По Скурихину, 1987)
| Компоненты | Рис | Компоненты | Рис | ||
| Зерно | Крупа | Зерно | Крупа | ||
| Вода, г | 14,0 | 14,0 | Mg, мг | 116 | 50 |
| Белки, г | 7,5 | 7,0 | P, мг | 328 | 150 |
| Жиры, г | 2,6 | 1,0 | Fe, мг | 2,1 | 1,0 |
| Моно- и дисахариды, г | 0,9 | 0,7 | Si, мг | 1240 | 100 |
| Крахмал, г | 55,2 | 70,7 | Zn, мг | 1,8 | 1,42 |
| Клетчатка, г | 9,0 | 0,4 | Mn, мг | 3,63 | 1,25 |
| Гемицеллюлоза, г | - | - | B1, мг | 0,34 | 0,08 |
| Зола, г | 3,9 | 0,7 | B3, мг | 0,60 | 0,4 |
| К, мг | 314 | 100 | B7, мкг | 12,0 | 3,5 |
| Компоненты | Рис | Компоненты | Рис | Компоненты | Рис |
| Ca, мг | 40 | 8 | Токоферол (Е), мг | 1,0 | 0,45 |
Рисовая крупа – один из наиболее распространенных заменителей солода благодаря высокому содержанию крахмала. Крахмальные гранулы риса имеют округлую/составную форму; делятся на большие 19-30 мкм) и маленькие (2-8 мкм), причем последние преобладают. Содержание крахмала в рисе, освобожденном от мякинных оболочек, достигает 73-78% от СВ, в рисовой сечке этот показатель достигает 85-90% от СВ. Содержание амилозы в рисовом крахмале составляет около 17%, амилопектина 83%.
Температура клейстеризации рисового крахмала колеблется от 70 до 85°С в зависимости от сорта. Поэтому α-амилаза солода воздействует на него очень медленно. В связи с этим при значительной доле несоложеного риса в засыпи уменьшается экстрактивность и увеличивается продолжительность осахаривания.
В рисе, освобожденном от пленок, содержание клетчатки (целлюлозы) невелико – 0,3-0,4% (в пленках содержится до 40,2%). Количество других некрахмалистых полисахаридов также мало. В результате при использовании риса в качестве несоложеного материала имеет место увеличение стойкости и прозрачности пива благодаря снижению в заторе доли некрахмалистых полисахаридов и продуктов их гидролиза.
В зависимости от сорта массовая доля белка в зерне риса после удаления мякинной (цветковой) оболочки колеблется от 8,8 до 13,6% от СВ. В рисовой сечке уровень белка падает до 5-8% от СВ. В состав рисового белка входят альбумины, глобулины, проламины и глютелины, которые у риса называют оризенинами. Распределение белков по фракциям в разных частях зерна неодинаково: в периферийных частях сосредоточено повышенное количество глобулинов и альбуминов. В остальной части зерна преобладают главным образом оризенины, которые не влияют на качество готового продукта, так как практически полностью переходят в дробину и белковый отстой после кипячения сусла с хмелем. Низкое содержание других фракций белка также гарантирует физико-химическую стабильность пива, но при замене солода большим количеством риса может наблюдаться снижение пеностойкости.
Аминокислотный состав зерна риса неодинаков, что отражает его сортовые особенности и условия выращивания. В табл. 1.4 приведены сведения о количестве некоторых аминокислот (в белке риса и в целом в продукте), представляющих интерес в пивоварении, из которых видно, что белки риса отличаются высоким содержанием дикарбоновых кислот (глютаминовой и аспарагиновой), несущих отрицательный заряд.
Таблица 1.4 - Аминокислотный состав риса
| Аминокислота | Количество, % от содержания в белке | Количество, мг/100 г риса с влажностью 14% (в среднем) |
| Аспарагиновая кислота | 14,60-15,92 | 640 |
| Глютаминовая кислота | 12,41-26,66 | 1280 |
| Пролин | 2,33-5,25 | 360 |
| Валин | 3,83-6,50 | 400 |
| Метионин | 0,70-2,08 | 150 |
| Фенилаланин | 4,00-7,79 | 410 |
| Цистин | 1,42-2,44 | 140 |
Такой же заряд имеют полифенолы (дубильные вещества). Следовательно, белки риса не склонны соединяться с полифенолами и образовывать белково-дубильные комплексы. Кроме того, количество пролина в рисе, роль которого велика в образовании коллоидной мути, почти в три раза меньше, чем в ячмене, кукурузе и пшенице (табл. 1.2). Также в зерне риса содержится значительно меньше по сравнению с другими культурами метионина и цистина, которые подобно пролину участвуют в образовании белково-дубильных комплексов и комплексов белок-белок.
В пивоварении перерабатывается дешевая рисовая сечка: битое зерно, образовавшееся в процессе обмолота и полировки риса. Не смотря на то, что рисовая сечка является отходом при полировке риса, контролировать ее качество необходимо. Сечка должна иметь чистые блестящие зерна без коричневых пятен, т.е. остатков плодовой и семенной оболочек. В ней не должно содержаться песка. Кроме того, используют рисовую крупку, которую получают путем размалывания риса непосредственно на предприятии.
Преимущества использования риса в качестве несоложеного сырья состоят:
в высокой экстрактивности до 97% от сухого вещества;
в малом содержании растворимых белков, что обеспечивает физико-химическую стабильность пива;
в благоприятном аминокислотном составе белка с точки зрения химической стабильности пива;
в невысоком количестве жира, что повышает вкусовую стабильность пива;
в отсутствии β-глобулина и антоцианогенов, что положительно отражается на физико-химической и вкусовой стабильности пива.
В результате при использовании риса:
увеличивается выход экстракта в варочном отделении;
изменяется цветность пива и его вкус;
повышается коллоидная стойкость пива.
Рис обычно применяют для приготовления пива высокого качества, с высокой массовой долей сухих веществ в сусле (>13%).
Вместе с тем следует учитывать и отрицательные стороны при замене части солода рисом:
при повышенном содержании риса в заторе дрожжи теряют способность к флокуляции;
добавка риса несколько снижает полноту вкуса конечного продукта;
небольшое количество белка в рисе и его плохое растворение при затирании может привести к снижению содержания α-аминного азота в сусле, что отразится на интенсивности главного брожения, поэтому не рекомендуется превышать долю риса в засыпи более 20%.
Кукуруза
Кукуруза - это тоже хороший заменитель, который однако не должен применяться в необработанном виде. Она содержит 4-6% жира, который легко прогоркает и вместе с горькими веществами из оболочек оказывает неблагоприятное влияние на вкус пива. Поэтому кукуруза очищается, освобождается от оболочек и зародышей, содержащих наибольшее количество жира. На варку кукуруза поступает в виде кукурузной крупки, которая содержит только 1-2% жира. Состав кукурузной крупки колеблется в зависимости от сорта и происхождения кукурузы. Влажность ее равна 12-14%, содержание белков 9-10%, крахмала 60-66%. Экстрактивность кукурузной крупки почти такая же, как экстрактивность хорошего солода. Утверждают, что добавка кукурузы повышает полноту вкуса пива. По Люерсу, при затирании в раствор переходит только небольшое количество кукурузного белка, а по Виндишу, при варке он коагулируется. Следовательно, на вкус пива влияют другие компоненты.